МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОКЛЕТОЧНЫХ СТРУКТУР ИНВАЗИВНОЙ КАРЦИНОМЫ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Автор: Иван Васильевич Красняков
Соавторы: Брацун Д.А., Писмен Л.М.
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Недавние работы, посвящённые исследованию рака, говорят о том, что злокачественная опухоль не является просто однородным скоплением раковых клеток, которые претерпевают неконтролируемое деление. Опухоль представляет собой своеобразный организм, который живёт по собственным законам и правилам. В обзорной статье [1], которая является основной в этом смысле, подчёркивается гетерогенный характер опухоли. Внутри злокачественного образования происходит дифференциация клеток по группам, которые выполняют определённые специфические функции. Клетки одного типа могут образовывать такие морфологические структуры, которые помогают опухоли коллективно защищаться от различного рода терапий, а также повышают потенциал к появлению метастазов. При разработке лекарственных препаратов необходимо учитывать, что рак представляет собой сложную самоорганизующуюся систему, которая может адаптироваться к изменению внешних условий и менять свою форму поведения.
Разрабатываемая математическая модель представляет собой набор эластичных многоугольных клеток, обменивающихся хемомеханическими сигналами. Главными элементами модели являются: механизмы деления и интеркаляции клеток; возможность деформации ткани, за счёт механического воздействия; обмен химическим сигналом, осуществляемый между соседними клетками эпителия через общую границу. Также в модели разработана схема дифференциации клеток опухоли в общем социуме [2]. Механизмы деления и интеркаляции клеток, заложенные в модель, позволяют изучать процессы как коллективной миграции, так и миграции одиночными клетками. Всё перечисленное выше даёт возможность описывать развитие опухоли в ткани эпителия.
В работе [3] было исследовано образование опухолевых структур, состоящих из большого числа клеток. Целью представляемой работы является исследование морфологических структур, которые возникают в ходе коллективной инвазии злокачественных клеток карциномы. Сравнение этих структур с данными гистологических исследований, а также классификация структур с помощью Шиарлет–преобразования.
